Евгений Лосев - Турбовозы. История, теория, конструкция

Швейцарский турбовоз с другой стороны. Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Это, вероятно, одна из официальных фотографий. На ней хорошо виден привод от отбойного вала. Этот передовой локомотив всё ещё имеет масляную лампу спереди. Обращает на себя внимание необычная форма охлаждающего тендера.

Боковой вид швейцарского турбовоза 2—3—0. Рисунок с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Генрих Цёлли. Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Генрих Цёлли был мексиканско-швейцарским инженером, который разработал паровые турбины и локомотивы с турбинным приводом. Он родился в Мексике в 1862 г. Его отец, родом из Клеттгау в Швейцарии, эмигрировал в Мексику, чтобы лучше себя чувствовать. Цёлли умер в 1937 г. в Цюрихе.

Немецкий турбовоз Круппа-Цёлли.После многих опытов, обнаруживших ряд недостатков конструкции Цёлли, выполненной заводом Escher Wyss & Сo и заводом в Винтертуре в 1921—1922 гг. в виде переделки швейцарского паровоза 1—3—0 в турбовоз 2—3—0, турбовоз Цёлли был заново построен Круппом в 1924 г. Турбовоз Т18 был развитием швейцарского локомотива Цёлли; существенным отличием было то, что в тендере был размещён большой конденсатор.

Новый локомотив мощностью около 2000 л.с., который положен заводом Krupp в Эссене в основу проекта своего паротурбовоза, являлся первым в Германии и по внешнему виду похож на обычные паровозы, но не имел паровых цилиндров с крейцкопфами. Вместо них имелся шатун, передающий движение первой ведущей оси; остальные движущие оси спарены с первой, как и на паровозах. Перед котлом с правой стороны его установлена турбина для переднего хода, а с левой стороны турбина для заднего хода. Турбина работает экономично только при большой частоте вращения, и передача от турбины к ведущей оси (посредством зубчатых колёс) уменьшает эту частоту.

Отработанный пар из турбины не выпускался через дымовую трубу в атмосферу, как в обычных паровозах, а поступал в конденсатор (левее турбины), где он сгущался в воду. Вода подавалась насосом в котёл, проходя через подогреватель. Таким образом вода совершала полный кругооборот, так что не приходилось наполнять котёл свежей водой; вместе с этим отпадала надобность в трудной и дорогой очистке котла от осадков и котельного камня, и это значительно удлиняло срок службы котла и пробег паротурбовоза между последовательными ремонтами.

Для сгущения пара в конденсаторе необходимо постоянное охлаждение; оно производилось водой, которая при этом сама нагревалась и должна была, в свою очередь, охлаждаться. В тендере невозможно везти такого большого запаса охлаждающей воды, чтобы постоянно снабжать конденсатор свежей водой, охлаждение согревшейся воды производилось на тендере, а именно в коробке под ящиком, наполненным топливом. Охлаждение воды производилось вентилятором, который подавал сильную струю воздуха навстречу потоку воды.

В паровозах с поршневой машиной отработанный пар пускается в дымовую трубу для того, чтобы усилить тягу, необходимую для горения топлива. В турболокомотиве приходится устанавливать для той же цели особый вентилятор, который вытягивает горячие газы и направляет их в дымовую трубу.

Для парового отопления вагонов от турболокомотивов пар берут непосредственно из паровозного котла; это нежелательно, так как нарушает кругооборот воды в локомотиве и заставляет добавлять в котёл свежей воды. Завод Krupp разрешил этот вопрос путём устройства небольшого добавочного котла, вода в котором нагревается паром из большого котла. Этот добавочный котёл имеет вид купола над главным котлом, расположенного вблизи будки машинистa.

Как видим, паротурбовоз требует большего количества добавочных приборов, чем обычный паровоз, а потому управление им несколько сложнее и стоимость его несколько выше; но зато расход топлива оказывается на 20% ниже, чем у паровоза новейшей современной конструкции.

Турбина была расположена впереди котла, чем устранялся гибкий паропровод высокого давления.

Передача от вала турбины осуществлена цилиндрическими зубчатыми колёсами через промежуточную ось на отбойный вал, откуда при помощи шатунного механизма и спарников – движущим колёсам турбовоза.

Схематический чертёж турбовоза Круппа-Цёлли.

Зубчатая передача турбовоза Цёлли.

Конденсатор – водяной, с обратным охлаждением.

Локомотив поставлен в LVA (Локомотиво-испытательный завод) в 1928 г. На нём имелась шестиступенчатая турбина переднего хода, которая развивала 2000 л.с. при 6800 об/мин. У турбины заднего хода было три ступени.

Турбовоз Круппа-Цёлли не развил проектной мощности и дал только 1420 л.с. на крюке вследствие слабого котла и несоответствия его турбине, но с точки зрения теплотехнической он дал исключительно хорошие результаты: при скорости 80 км/ч полный расход пара (с учётом расхода на вспомогательные нужды) 5,21 кг/л.с.ч и угля 0,6 кг/л.с.ч.

Отставлен от службы после бомбардировки в 1940 г.

Турбинный локомотив Круппа-Цёлли T18—1001 с конденсацией пара. Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Вид сбоку турбовоза T18—1001 с размерами. Рисунок с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Локомотив T18—1001 в оригинальном обтекаемом кожухе. Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».

Кожух был позже удалён для облегчения обслуживания, что было вполне обычно для обтекаемых локомотивов.

Ещё одна фотография локомотива Т18—1001. Фото с сайта «The Self Site: Unusual Steam Locomotives».